A tomada de decisão é um processo inerente à prática de enfermagem, devendo estar alicerçado no conhecimento científico e orientado pelos princípios da deontologia profissional. Em contextos de cuidados à pessoa em situação crítica, este processo adquire uma natureza particularmente exigente, sendo necessárias decisões rápidas face à imprevisibilidade do cenário. Os caminhos que conduzem o enfermeiro à decisão podem ser diversos e complexos. O objetivo desta revisão narrativa é aprofundar a compreensão dos diferentes modelos e processos de pensamento envolvidos na tomada de decisão, partindo do princípio de que este se estrutura segundo o pensamento clínico tomando forma no processo de enfermagem. Esta metodologia permitiu explorar de forma abrangente, crítica e interpretativa a literatura respeitante aos autores basilares no que diz respeito à tomada de decisão. Foram abordados os domínios da ética, o modelo da árvore de decisão, o modelo dual de pensamento proposto por Kahneman, os processos heurísticos e a pirâmide de Miller. O processo de decisão em enfermagem emerge da autonomia profissional, assente no saber científico e na capacidade de estabelecer prioridades, permitindo a resolução das situações clínicas através da implementação de intervenções adequadas e eficazes.